6ES7214-2AS23-0XB8|S7-200CN模塊

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限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，其應(yīng)用范圍較廣。它是一種利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐泛桶l(fā)出控制指令信號(hào)等，從而達(dá)到一定的控制目的的常用開關(guān)元器件。它的作用原理與按鈕類似，不同之處在于一個(gè)是手動(dòng)，另一個(gè)則由運(yùn)動(dòng)部件的撞塊碰撞。它可以被安裝在靜止物體或運(yùn)動(dòng)的物體上，當(dāng)兩個(gè)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行程開關(guān)可感知兩者之間位移并以機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)閉合或斷開，以此控制電路和機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。通常，這類開關(guān)被用來進(jìn)行位置狀態(tài)的檢測(cè)和限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械按一定位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)和發(fā)出控制指令等。

行程開關(guān)結(jié)構(gòu)一般由操作頭、機(jī)械機(jī)構(gòu)、微動(dòng)開關(guān)和罩殼組成。操作頭和機(jī)械機(jī)構(gòu)根據(jù)實(shí)際控制需要做成各種形式，如圖1.3-5所示。其觸點(diǎn)大多內(nèi)置一個(gè)微動(dòng)開關(guān)代替。行程開關(guān)也有復(fù)位型和位置保持型之分。觸點(diǎn)也有單個(gè)常開、單個(gè)常閉、一組常開常閉之分。

按鈕、旋鈕和限位開關(guān)，這是PLC輸入端口較常用的兩大類元器件。







圖1.3-5 限位開關(guān)圖示

● 繼電器觸點(diǎn)

按鈕和限位開關(guān)均是通過人為或外部機(jī)械動(dòng)力使觸點(diǎn)動(dòng)作。利用物質(zhì)的物理性質(zhì)使觸點(diǎn)工作的元器件稱為繼電器。其大致可分為電磁繼電器和物理量控制繼電器兩大類。

電磁繼電器按觸頭功率的大小分為中間控制繼電器和接觸器，如圖 1.3-6 所示。它們的工作原理基本上都是一樣的，見圖1.3-6工作原理示意。

圖 1.3-6 中，1、2 為電磁鐵線圈。線圈在未通電時(shí)，其常開觸點(diǎn)為5、4，常閉觸點(diǎn)為5、3。當(dāng)1、2兩端加以電壓，線圈通電后產(chǎn)生一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁力大于彈簧拉力時(shí)，吸引銜鐵向下動(dòng)作，銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)5動(dòng)作，使5、4動(dòng)合，而5、3動(dòng)斷。當(dāng)線圈的電壓下降或去除時(shí)，電磁力消失，銜鐵在彈簧的拉力下復(fù)位，觸點(diǎn)恢復(fù)原來狀態(tài)。繼電器一般有2～4組常開/常閉觸點(diǎn)。







圖1.3-6 繼電器、接觸器及工作原理圖示

在工業(yè)控制中，物理量控制繼電器是指利用物質(zhì)的各種物理、化學(xué)特性控制觸點(diǎn)產(chǎn)生動(dòng)作的特殊的元器件，如電壓繼電器、電流繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、液位繼電器等。圖1.3-7為部分物理量控制繼電器圖示。







圖1.3-7 物理量控制繼電器圖示

現(xiàn)以圖 1.3-8 所示壓力(氣壓)繼電器為例說明物理量控制繼電器的工作原理。圖中，壓縮空氣進(jìn)入壓力繼電器后，會(huì)克服彈簧的壓力而推動(dòng)柱塞向上滑動(dòng)，壓力增加后，右邊的鋼球被柱塞擠動(dòng)而向右移動(dòng)，壓力越大，柱塞向上滑動(dòng)位移越大，鋼球向右移動(dòng)距離也越大，到達(dá)一定壓力后，鋼球會(huì)壓下微動(dòng)開關(guān)，微動(dòng)開關(guān)快速動(dòng)作而使觸頭狀態(tài)發(fā)生改變。壓力調(diào)節(jié)螺釘可以調(diào)整彈簧的壓力，實(shí)際上是調(diào)整使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作的空氣壓力值。

物理量控制繼電器常用來作為控制系統(tǒng)的安全、保護(hù)、報(bào)警和指令信號(hào)。

2)有源開關(guān)量元器件

上面所介紹的各種按鈕、旋鈕和各種限位開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)等都具有三大特點(diǎn)：一是它們都有觸點(diǎn)開關(guān)，信號(hào)是通過觸點(diǎn)的動(dòng)作完成的;二是它們的觸點(diǎn)動(dòng)作都是通過與外力直接接觸而完成的;三是開關(guān)本身不需要附加電源，一般稱為有觸點(diǎn)無源開關(guān)。有觸點(diǎn)開關(guān)的缺點(diǎn)是由于存在可動(dòng)作的觸頭部件，動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧或火花，不適合在復(fù)雜環(huán)境下工作;觸點(diǎn)會(huì)磨損，使用壽命短;觸頭動(dòng)作需要時(shí)間，開關(guān)的使用頻率受到限制;由于開關(guān)需要直接接觸才能工作，因此開關(guān)體積大，耗材多，應(yīng)用環(huán)境受到限制。







圖1.3-8 壓力繼電器及工作原理圖示

有觸點(diǎn)開關(guān)的這些缺點(diǎn)在無觸點(diǎn)開關(guān)上得到了根本性的改善。什么是無觸點(diǎn)開關(guān)無觸點(diǎn)開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)由電子器件組成的電子開關(guān)，利用電子器件(二極管、晶體管、晶閘管等)的導(dǎo)通和截止特性完成開關(guān)的功能。詳細(xì)的工作原理讀者可參看有關(guān)的電工電子書籍和資料。無觸點(diǎn)開關(guān)是在電子器件內(nèi)部完成開關(guān)的轉(zhuǎn)換，因此，不會(huì)有火花和噪聲;開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間短，使用的頻率可達(dá)每秒萬次以上，完全滿足工業(yè)控制要求。開關(guān)的體積可以很小，利用物質(zhì)的物理性質(zhì)可以做到無直接接觸而完成開關(guān)動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。為保開關(guān)電路的正常工作，無觸點(diǎn)開關(guān)本身是需要電源的，所以一般稱為有源開關(guān)。下面對(duì)在工業(yè)控制中較常用的接近開關(guān)————光電開關(guān)予以介紹。

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